物聯(lián)網(wǎng)中有哪些常見的無線技術(shù)?
2020-3-19新聞
物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品(商品)能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。其實質(zhì)是利用射頻自動識別(RFID)技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品(商品)的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)始于網(wǎng)絡(luò)連接，但由于物聯(lián)網(wǎng)是一個廣泛多樣的領(lǐng)域，所以肯定無法找到一個一刀切的通信解決方案。在本文中，我們將介紹六種最常見的物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)。
一、低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)
低功耗廣域網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)中的新現(xiàn)象。該系列技術(shù)通過使用小型的、廉價的電池提供長達(dá)數(shù)年的遠(yuǎn)程通信服務(wù)，旨在支持遍布工業(yè)、商業(yè)和校園的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
低功耗廣域網(wǎng)幾乎可以連接所有類型的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，促進(jìn)了從遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能計量和工人安全到建筑物控制和設(shè)施管理的眾多應(yīng)用。盡管如此，低功耗廣域網(wǎng)只能以低速率發(fā)送小塊數(shù)據(jù)，因此更適合于不需要高帶寬且不具有時間敏感性的用例。
此外，同樣，并非所有低功耗廣域網(wǎng)都是一樣的。如今，存在許可低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)(NB-IoT、LTE-M)和未經(jīng)許可低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)(例如MIOTY、LoRa、Sigfox等)。這些技術(shù)在關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)因素中的表現(xiàn)程度各不相同，例如，功耗是基于蜂窩的許可低功耗廣域網(wǎng)的主要問題，而服務(wù)質(zhì)量和可擴展性卻是在采用未經(jīng)許可技術(shù)時要考慮的主要問題。此外，如果您想確保長期的可靠性、安全性和互操作性，標(biāo)準(zhǔn)化則是另一個需要考慮的重要因素。
二、蜂窩移動(3G/4G/5G)
蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)在消費者市場中根深蒂固，提供了可靠的寬帶通信，并支持各種語音呼叫和流視頻應(yīng)用。不利的一面是，它們會帶來非常高的運營成本和電力需求。
雖然蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)不適用于大多數(shù)由電池供電的傳感器物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，但它們卻非常適合特定的使用情形，例如交通和物流中的聯(lián)網(wǎng)汽車或車隊管理。此外，像車載信息娛樂系統(tǒng)、交通路線、高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)以及車隊遠(yuǎn)程信息處理和跟蹤服務(wù)都可以依靠無處不在的高帶寬蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)。
具有高速和超低延遲的下一代移動網(wǎng)絡(luò)5G將成為自動駕駛汽車和增強現(xiàn)實(VR)的未來。預(yù)計5G還將實現(xiàn)用于公共安全的實時視頻監(jiān)控、用于互聯(lián)健康的醫(yī)療數(shù)據(jù)集的實時移動傳輸，以及一些對時間敏感的工業(yè)自動化應(yīng)用。
三、Zigbee和其他網(wǎng)狀協(xié)議
Zigbee是一種短距離、低功耗無線技術(shù)(IEEE 802.15.4)，通常部署在網(wǎng)狀拓?fù)渲校酝ㄟ^在多個傳感器節(jié)點上中繼傳感器數(shù)據(jù)來擴展覆蓋范圍。與低功耗廣域網(wǎng)相比，zigbee提供了更高的數(shù)據(jù)速率，但同時由于網(wǎng)格配置而降低了能耗效率。
由于它們的物理距離短(《100m)，Zigbee和類似的網(wǎng)狀協(xié)議(例如Z-Wave、Thread等)最適合節(jié)點分布均勻且非常接近的中程物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。通常，Zigbee是WI-FI的完美補充，適用于智能照明、暖通空調(diào)控制、安全和能源管理等各種家庭自動化應(yīng)用。
在低功耗廣域網(wǎng)出現(xiàn)之前，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)還在工業(yè)環(huán)境中實施，支持多種遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案。然而，對于許多在地理上分散的工業(yè)設(shè)施來說，它們遠(yuǎn)不是理想的選擇，而且它們的理論可擴展性經(jīng)常受到日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置和管理的限制。
四、藍(lán)牙和BLE
藍(lán)牙屬于個人無線網(wǎng)絡(luò)的范疇，是一種在消費者市場中定位良好的短距離通信技術(shù)。新的藍(lán)牙低能耗，由于其低功耗特性，進(jìn)一步優(yōu)化了消費者物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
支持BLE的設(shè)備主要與電子設(shè)備(通常是智能手機)結(jié)合使用，這些設(shè)備充當(dāng)向云傳輸數(shù)據(jù)的樞紐。如今，BLE廣泛集成在健身和醫(yī)療可穿戴設(shè)備(如智能手表、血糖儀、脈搏血氧計等)以及智能家居設(shè)備(如門鎖)中，通過這些設(shè)備，可以方便地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C并在智能手機上可視化。在零售環(huán)境中，BLE可以與信標(biāo)技術(shù)相結(jié)合，以增強店內(nèi)導(dǎo)航、個性化促銷和內(nèi)容交付等客戶服務(wù)。
五、Wi-Fi與Wi-Fi HaLow
鑒于Wi-Fi 在企業(yè)和家庭環(huán)境中的廣泛應(yīng)用，實際上無需再解釋它(IEEE 802.11a/b/g/n)。但是，在物聯(lián)網(wǎng)世界，Wi-Fi的作用卻沒那么重要。
除了數(shù)字標(biāo)牌和室內(nèi)監(jiān)控攝像頭等少數(shù)應(yīng)用之外，Wi-Fi并不是連接物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的可行解決方案，因為它在覆蓋范圍、可擴展性和功耗方面存在重大限制。(來源物聯(lián)之家網(wǎng))相反，該技術(shù)可以作為后端網(wǎng)絡(luò)，將聚合數(shù)據(jù)從中央物聯(lián)網(wǎng)中心傳輸?shù)皆疲貏e是在智能家居中。嚴(yán)重的安全問題常常阻礙它在工業(yè)和商業(yè)用例中的應(yīng)用。
WI-FI的一個新的、不太為人知的衍生產(chǎn)品——Wi-Fi HaLow(IEEE 802.11 ah)——在范圍和能效方面帶來了顯著的改進(jìn)，可滿足更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)用例。盡管如此，到目前為止，該技術(shù)幾乎沒有受到任何關(guān)注和業(yè)界支持，部分原因在于其低安全性。HaLow還工作在僅在美國可用的900 MHz頻段上，這使得它遠(yuǎn)離全球解決方案。
六、RFID
射頻識別(RFID)使用無線電波在很短的距離內(nèi)將少量數(shù)據(jù)從射頻識別標(biāo)簽傳輸?shù)介喿x器。迄今為止，這項技術(shù)推動了零售業(yè)和物流領(lǐng)域的重大革命。
通過在各種產(chǎn)品和設(shè)備上貼上射頻識別標(biāo)簽，企業(yè)可以實時跟蹤其庫存和資產(chǎn)，從而實現(xiàn)更好的庫存和生產(chǎn)計劃以及優(yōu)化的供應(yīng)鏈管理。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷增加，射頻識別繼續(xù)鞏固其在零售業(yè)中的地位，進(jìn)而使智能貨架、自助結(jié)賬和智能鏡子等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成為可能。
綜上所述，每個物聯(lián)網(wǎng)垂直領(lǐng)域和應(yīng)用程序都有自己獨特的網(wǎng)絡(luò)需求。為您的物聯(lián)網(wǎng)用例選擇優(yōu)質(zhì)的無線技術(shù)意味著要在范圍、帶寬、服務(wù)質(zhì)量、安全性、功耗和網(wǎng)絡(luò)管理方面準(zhǔn)確地權(quán)衡標(biāo)準(zhǔn)。
